[go: up one dir, main page]

RU2341572C2 - Method of grey cast iron microstructure changing - Google Patents

Method of grey cast iron microstructure changing Download PDF

Info

Publication number
RU2341572C2
RU2341572C2 RU2006145490/02A RU2006145490A RU2341572C2 RU 2341572 C2 RU2341572 C2 RU 2341572C2 RU 2006145490/02 A RU2006145490/02 A RU 2006145490/02A RU 2006145490 A RU2006145490 A RU 2006145490A RU 2341572 C2 RU2341572 C2 RU 2341572C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
grey cast
properties
filter
ceramic foam
Prior art date
Application number
RU2006145490/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006145490A (en
Inventor
Владимир Никитович Анциферов (RU)
Владимир Никитович Анциферов
Светлана Евгеньевна Порозова (RU)
Светлана Евгеньевна Порозова
Валентина Борисовна Кульметьева (RU)
Валентина Борисовна Кульметьева
Елена В чеславовна Матыгуллина (RU)
Елена Вячеславовна Матыгуллина
Original Assignee
Федеральное государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения" filed Critical Федеральное государственное научное учреждение "Научный центр порошкового материаловедения"
Priority to RU2006145490/02A priority Critical patent/RU2341572C2/en
Publication of RU2006145490A publication Critical patent/RU2006145490A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2341572C2 publication Critical patent/RU2341572C2/en

Links

Landscapes

  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: it is implemented filtration of grey cast iron melt through foam-ceramic filter, surface of which is covered by layer of sintered modifying agent in the form of compounds of nickel or molybdenum or manganese.
EFFECT: grey cast iron refinement and improvement of properties.
1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к литейному производству чугуна и может быть использовано при получении высококачественных изделий из чугуна в металлургии и машиностроении.The present invention relates to foundry of cast iron and can be used to obtain high-quality products from cast iron in metallurgy and mechanical engineering.

Серый чугун - один из самых распространенных материалов, на его долю приходится около 80% общего производства чугунных отливок. Серый чугун обладает высокими литейными качествами, хорошо обрабатывается и сопротивляется износу, однако из-за низких прочности и пластических свойств в основном используется для неответственных деталей. Существенный резерв повышения качества отливок из чугуна - совершенствование технологии плавки и внепечной обработки металлов перед заливкой в формы.Gray cast iron is one of the most common materials; it accounts for about 80% of the total production of cast iron castings. Gray cast iron has high casting qualities, is well processed and resists wear, however, due to its low strength and plastic properties, it is mainly used for non-essential parts. A significant reserve for improving the quality of castings from cast iron is to improve the technology of smelting and after-furnace treatment of metals before casting into molds.

Известен способ внепечного модифицирования металлов и сплавов (Заявка РФ №93013413, МКП6 С21С 1/00, 1996), заключающийся в том, что на дно ковша или в струю расплавленного металла вводят природный карбонат, содержащий в своем составе кальций, барий, стронций и другие примеси. Полученные сплавы отличаются высокой степенью химической и структурной однородности. Недостатком данного способа является то, что при его осуществлении не происходит удаление примесей неметаллических включений, вследствие чего свойства сплава улучшаются незначительно.There is a method of out-of-furnace modification of metals and alloys (Application of the Russian Federation No. 93013413, MKP 6 C21C 1/00, 1996), which consists in the fact that natural carbonate containing calcium, barium, strontium and other impurities. The resulting alloys are characterized by a high degree of chemical and structural homogeneity. The disadvantage of this method is that during its implementation does not occur the removal of impurities of non-metallic inclusions, as a result of which the properties of the alloy improve slightly.

Для позднего модифицирования чугуна и его окончательной фильтрации (Заявка РФ №2004124252/02, МКП7 В22D 1/00, 2005) расплавленный чугун пропускают через узел фильтра, состоящий из фильтрующего элемента и модифицирующей таблетки, содержащей ферросилиций и модифицирующий агент, в качестве которого используют церий, стронций, цирконий, кальций, марганец, барий, висмут, магний, титан, алюминий, лантан и/или серу. Фильтрующий элемент выполнен из тугоплавкого пористого материала, а модифицирующая таблетка получена посредством агломерирования порошкового модифицирующего состава. Недостатком данного способа является то, что модификатор поступает в расплав по мере растворения таблетки и переходит в отливку вместе с расплавом чугуна. В таких условиях трудно достичь равномерности распределения модификатора, что неизбежно сказывается на свойствах металла.For the late modification of cast iron and its final filtration (RF Application No. 2004124252/02, MKP 7 B22D 1/00, 2005), molten cast iron is passed through a filter assembly consisting of a filter element and a modifying tablet containing ferrosilicon and a modifying agent, which is used as cerium, strontium, zirconium, calcium, manganese, barium, bismuth, magnesium, titanium, aluminum, lanthanum and / or sulfur. The filter element is made of a refractory porous material, and the modifying tablet is obtained by agglomeration of the powder modifying composition. The disadvantage of this method is that the modifier enters the melt as the tablet dissolves and passes into the casting together with the molten iron. Under such conditions, it is difficult to achieve uniform distribution of the modifier, which inevitably affects the properties of the metal.

Аналогичный недостаток присущ и различным вариантам модифицирования сплавов ультрадисперсными порошками (Модифицирование сталей и сплавов дисперсными инокуляторами / В.П.Сабуров, Е.Н.Еремин, А.Н.Черепанов, Г.Н.Миннеханов. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. 212 с.).A similar disadvantage is inherent in various options for the modification of alloys with ultrafine powders (Modification of steels and alloys with dispersed inoculators / V.P.Saburov, E.N. Eremin, A.N. Cherepanov, G.N. Minnehanov. Omsk: Publishing House OmSTU, 2002 . 212 p.).

В последнее время все более широкое распространение получают объемные пенокерамические фильтры, при фильтрации через которые отмечают не только очистку сплавов от посторонних включений, но и изменения структуры и свойств сплавов (Порозова С.Е. Пенокерамический фильтр как фактор воздействия на структуру и свойства доэвтектического силумина // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001. №8. С.35-37).Recently, bulk foam ceramic filters have been gaining widespread use, during filtering through which not only the alloys have been cleaned of foreign impurities, but also changes in the structure and properties of alloys (Porozova S.E. Ceramic foam filter as a factor of influence on the structure and properties of pre-eutectic silumin / / Metallurgy and heat treatment of metals. 2001. No. 8. S.35-37).

Наиболее близким к заявляемому способу является способ фильтрации серого чугуна через пенокерамические фильтры (Фильтрация серого чугуна через пенокерамические фильтры / В.Н.Анциферов, А.А.Артемов, С.Е.Порозова и др. // Литейное производство. 2001. №1. С.11-12). При осуществлении этого способа после фильтрации расплава чугуна через пенокерамический фильтр удается не только отделить неметаллические включения, но и улучшить распределение включений графита, повысить прочность и одновременно пластичность (относительное удлинение) чугуна. Вместе с тем, в статье сделан вывод о том, что в данном случае возможности улучшения качества чугуна полностью не реализованы.Closest to the claimed method is a method of filtering gray cast iron through foam ceramic filters (Filtration of gray cast iron through ceramic foam filters / V.N. Antsiferov, A.A. Artemov, S.E. Porozov and others // Foundry. 2001. No. 1 . S.11-12). When implementing this method, after filtering the molten iron through a ceramic foam filter, it is possible not only to separate non-metallic inclusions, but also to improve the distribution of graphite inclusions, to increase the strength and at the same time ductility (relative elongation) of cast iron. At the same time, the article concluded that in this case, the possibilities for improving the quality of cast iron are not fully realized.

Предлагаемое изобретение обеспечивает дальнейшее улучшение структуры и свойств серого чугуна.The present invention provides a further improvement in the structure and properties of gray cast iron.

Указанная задача достигается тем, что в способе изменения микроструктуры серого чугуна осуществляют фильтрацию расплава через пенокерамический фильтр, на поверхность которого нанесен слой порошкового модификатора в виде соединений никеля, или молибдена, или марганца.This task is achieved by the fact that in the method of changing the microstructure of gray cast iron melt is filtered through a ceramic foam filter, on the surface of which a layer of powder modifier is applied in the form of nickel or molybdenum or manganese compounds.

Использование пенокерамического фильтра с активным слоем порошкового модификатора из заявляемых соединений позволяет улучшить структуру и свойства серого чугуна.The use of a ceramic foam filter with an active layer of powder modifier from the claimed compounds can improve the structure and properties of gray cast iron.

Заявляемый способ иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.The inventive method is illustrated by the following examples of specific performance.

Методом дублирования полимерной матрицы получали огнеупорную основу фильтра из химически связанного карбида кремния, при термообработке удаляли полимер и проводили спекание материала. Средний диаметр ячейки фильтров 6,3±0,5 мм. Модифицирующие покрытия наносили из солевых растворов химическими методами. Заливка образцов проводилась в производственных условиях в земляную форму при 1350-1380°С. Фильтр не подвергали предварительному разогреву, никаких изменений в литниковую систему и обычные условия литья не вносили. Размеры отливок одинаковые.By the method of duplication of the polymer matrix, a refractory base of a filter made of chemically bonded silicon carbide was obtained; during heat treatment, the polymer was removed and the material was sintered. The average diameter of the filter cell is 6.3 ± 0.5 mm. Modifying coatings were applied from saline by chemical methods. The samples were poured under industrial conditions into an earthen mold at 1350-1380 ° C. The filter was not preheated, no changes were made to the gate system and normal casting conditions. The sizes of the castings are the same.

Испытания на прочность при растяжении проводили на разрывных машинах «Hekkert FP 100/1» и «Р-5» в соответствии с ГОСТ 1497-84 на цилиндрических удлиненных образцах. Точность определения временного сопротивления до 0,5 МПа. Твердость по Бринеллю определяли на твердомере ТБ5004. Свойства отливок приведены в таблице.Tensile strength tests were carried out on tensile testing machines “Hekkert FP 100/1” and “P-5” in accordance with GOST 1497-84 on cylindrical elongated specimens. Accuracy of determination of temporary resistance up to 0.5 MPa. Brinell hardness was determined on a TB5004 hardness tester. Properties of castings are given in the table.

Таблица - Свойства отливок из серого чугунаTable - Properties of gray iron castings Характеристика фильтраFilter characteristic Свойства отливокCasting Properties Твердость, НВHardness, HB Временное сопротивл., МПаTemporary resistance, MPa Относительное удлинение, %Relative extension, % Способ- прототип. Пенокерамический фильтр без покрытияThe prototype method. Ceramic foam filter without coating 196196 219±31219 ± 31 1,31.3 Покрытие на основе соединений никеляNickel based coating 212212 243±7,1243 ± 7.1 2,22.2 Покрытие на основе соединений молибденаMolybdenum Compound Coating 207207 245±8,6245 ± 8.6 2,12.1 Покрытие на основе соединений марганцаManganese based coating 228228 228±13,5228 ± 13.5 1,71.7

Как известно (Чугун: Справ. изд. / Под ред. А.Д.Шермана и А.А.Жукова. М.: Металлургия, 1991. 576 с.), пластичность и твердость отливок - характеристики, очень чувствительные к изменениям микроструктуры чугуна. Их увеличение свидетельствует о том, что при использовании пенокерамического фильтра с нанесенным на поверхность слоем порошкового модификатора удается улучшить структуру чугуна по сравнению с прототипом.As is known (Cast iron: Ref. Ed. / Ed. By A.D.Sherman and A.A. Zhukov. M.: Metallurgy, 1991. 576 pp.), Ductility and hardness of castings are characteristics that are very sensitive to changes in the microstructure of cast iron . Their increase indicates that when using a ceramic foam filter with a layer of powder modifier deposited on the surface, it is possible to improve the structure of cast iron in comparison with the prototype.

Таким образом, при использовании предложенного способа удается достичь улучшения структуры и свойств серого чугуна.Thus, using the proposed method, it is possible to achieve an improvement in the structure and properties of gray cast iron.

Claims (1)

Способ изменения микроструктуры серого чугуна, включающий фильтрацию расплава серого чугуна через пенокерамический фильтр, отличающийся тем, что фильтрацию осуществляют через пенокерамический фильтр, на поверхность которого нанесен слой порошкового модификатора в виде соединений никеля, или молибдена, или марганца.A method for changing the microstructure of gray cast iron, including filtering the molten gray cast iron through a ceramic foam filter, characterized in that the filtration is carried out through a ceramic foam filter, on the surface of which a layer of powder modifier is applied in the form of nickel or molybdenum or manganese compounds.
RU2006145490/02A 2006-12-20 2006-12-20 Method of grey cast iron microstructure changing RU2341572C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145490/02A RU2341572C2 (en) 2006-12-20 2006-12-20 Method of grey cast iron microstructure changing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006145490/02A RU2341572C2 (en) 2006-12-20 2006-12-20 Method of grey cast iron microstructure changing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006145490A RU2006145490A (en) 2008-06-27
RU2341572C2 true RU2341572C2 (en) 2008-12-20

Family

ID=39679652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006145490/02A RU2341572C2 (en) 2006-12-20 2006-12-20 Method of grey cast iron microstructure changing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2341572C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3961663A (en) * 1973-05-28 1976-06-08 Pont-A-Mousson S.A. Process of employing a substance in pellet form for nodularizing graphite in liquid cast iron
SU1018992A1 (en) * 1981-07-07 1983-05-23 Предприятие П/Я В-2652 Filtering device for molten metals
US6293988B1 (en) * 1998-08-04 2001-09-25 Rodney Louis Naro Inoculant and inoculant method for gray and ductile cast irons
RU49746U1 (en) * 2005-07-21 2005-12-10 Открытое акционерное общество "НИИМ" INSERT FOR MODIFICATION OF CAST IRON IN CASTING FORM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3961663A (en) * 1973-05-28 1976-06-08 Pont-A-Mousson S.A. Process of employing a substance in pellet form for nodularizing graphite in liquid cast iron
SU1018992A1 (en) * 1981-07-07 1983-05-23 Предприятие П/Я В-2652 Filtering device for molten metals
US6293988B1 (en) * 1998-08-04 2001-09-25 Rodney Louis Naro Inoculant and inoculant method for gray and ductile cast irons
RU49746U1 (en) * 2005-07-21 2005-12-10 Открытое акционерное общество "НИИМ" INSERT FOR MODIFICATION OF CAST IRON IN CASTING FORM

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНЦИФЕРОВ В.Н. и др. Фильтрация серого чугуна через пенокерамические фильтры. Литейное производство, 2001, №1, с.11-12. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006145490A (en) 2008-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sukumaran et al. Studies on squeeze casting of Al 2124 alloy and 2124-10% SiCp metal matrix composite
JP3435162B2 (en) Method for producing alloy which is high chromium hypereutectic white cast iron
Bo Effects of moulding sands and wall thickness on microstructure and mechanical properties of Sr-modified A356 aluminum casting alloy
CN111088444B (en) Preparation method of wear-resistant composite material and preparation method of wear-resistant composite material casting
Cong et al. Effects of Al-Ti-B-RE grain refiner on microstructure and mechanical properties of Al-7.0 Si-0.55 Mg alloy
Rana et al. Development and analysis of Al-matrix nano composites fabricated by ultrasonic assisted squeeze casting process
JPH04231435A (en) Strontium-containing magnesium alloy with high mechanical strength and preparation thereof by means of rapid coagulation
KR102337486B1 (en) Manufacturing method of aluminum die casting products and aluminum die casting products manufactured by the method
Ajibola et al. Effects of moulding sand permeability and pouring temperatures on properties of cast 6061 aluminium alloy
Storti et al. Short-time performance of MWCNTs-coated Al2O3-C filters in a steel melt
Derin et al. Effect of strontium addition on microstructure and mechanical properties of AlSi7Mg0. 3 alloy
Liao et al. Morphologies of Al4Sr intermetallic phase and its modification property upon A356 alloys
Pio et al. Grain refinement of LM6 Al–Si alloy sand castings to enhance mechanical properties
Rao et al. Characterisation of hot isostatically pressed nickel base superalloy Inconel* 718
Yeom et al. Effects of Mg enhancement and heat treatment on microstructures and tensile properties of Al2Ca-added ADC12 die casting alloys
Okayasu et al. Comparison of mechanical properties of die cast aluminium alloys: cold v. hot chamber die casting and high v. low speed filling die casting
Wang et al. Effect of silicon content and aging time on density, hardness, toughness and corrosion resistance of sintered 303LSC–Si stainless steels
JP2018529025A (en) Composite materials with improved mechanical properties at high temperatures
RU2341572C2 (en) Method of grey cast iron microstructure changing
Faraji et al. Distribution of trace elements in a modified and grain refined aluminium–silicon hypoeutectic alloy
Zhi et al. Effect of fluctuation and modification on microstructure and impact toughness of 20 wt.% Cr hypereutectic white cast iron. Einfluss durch Partikelzugaben und Modifikationen auf die Mikrostruktur und die Kerbschlagzähigkeit von übereutektischem weißen Gusseisen mit 20 Gew.‐% Cr
Barhoumi et al. Investigation of the microstructure and mechanical properties of squeeze cast Al-11% Si alloy heat treated
Balan et al. The structure and properties of squeeze-cast eutectic Al-Si plates
Kulikov et al. Studying refractory bricks structure impact on their performance properties
Marosz et al. Structure of ADI Cast Iron as a Cast “in situ” Composite Reinforced with TiC Ceramic Particles

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20100726

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20101221

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120910

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161221